数学问题解决是在数学概念、数学命题学习的基础上，应用各种数学知识去解决数学问题的一种学习方式。它不仅可以巩固学生所学的数学知识，而且能够帮助学生更加深入地领悟数学的文化意蕴，促进数学素养的提高。
一、等价变换——数量关系的不同表述
教学片段一
师：同学们，你们能根据所给的线段图说出它们的数量关系吗？
生：红花是白花的50％(或 )；
白花是红花的2倍；
白花比红花多100％；
红花和白花的朵数比是1∶2；
红花是红白花总数的 ；
……
师：可见同一个数量关系可以用不同方式来表达。
师：你能将下面的数量关系换个说法吗？
一桶油，第一次吃去它的20％，比第二次吃的少2千克……
生：一桶油，第一次吃去它的20％，第二次吃了这桶油的20％再加2千克……
一桶油，第一次和第二次共吃去这桶油的40％还多2千克……
……
线段图表示的数量关系可以用不同的方式表述出来，这不仅给学生思维发散性的培养提供了机会，更重要的是这种运用不同类型知识表示不同数量关系行为的实质，是学生运用不同方式来表征同一个对象。不同的表征方式对问题的解决具有不同的影响作用，可能某种表征方式比其他方式更有效，因为不同表征能激活长时记忆中的不同事实和程序。从问题决的角度看，重述数量关系不仅有理解题意的作用，而且这种做法的本身就是在进行解题方案的设计。G·波利亚认为，改变已知数据或未知量，以及将两者同时改变，从而使新的已知数据和未知量彼此更加接近的做法就是在设计解题方案。
百分数表示的是一个数占另一个数的百分之几，用它表示数量关系与倍数、比或分数(一个数占另一个数的几分之几)表示数量关系形异而实同，它们之间可以进行等价变换。这种等价的变换，使问题得到重新组织，从而激活某个适当的解题知识块，如倍数知识块、比的知识块和分数知识块等，有助于学生接近或找到解题的路径。其实，小学数学解题的过程是一个填补已知条件与所求问题之间空隙的过程，而这种填补从一定程度上可以被视为已知条件、所求问题或两者兼而有之的持续的等价变换行为。
二、条件变换——基本解法的训练
教学片段二
师：现在我们在上面的线段图上增加一个数量——20朵，你想将它作为红花的朵数还是白花的朵数?你能求出另一种花的朵数吗?
生1：我想将它作为白花的朵数。
生2：我想将它作为红花的朵数。
师：你们会解答吗?
师：如果将20朵作为红花和白花一共的朵数可以吗？你能根据它算出红花和白花各是多少朵吗？
师：如果将条件“红花是白花的50％”换成“红花比白花少50％”，你们还会解答吗?
生：……
常见的百分数问题依据解法有几种基本形式，如A×B%、A÷B%、A×(1±B%)等。学生对这几种基本形式的理解和掌握是学生解答较复杂问题的基础，其理解的程度和运用的熟练性直接影响着较复杂问题解决的效率。通过条件变化的方式将百分数问题几种基本形式进行比较，有助于学生系统、全面地理解和掌握这几种题型的数量关系及其解法。对于前面所论的等价变换而言，其最终归宿就在于解题者已经掌握的基本问题及其解法。
三、画线段图——数量关系的直观化
教学片段三
问题情境：
一桶油，第一次吃去它的
20%，是第二次吃的50%。
师：你能用线段图表示上面的数量关系吗？
学生尝试画图，然后师生交流。
师：你为什么这样画?
生：我是将上面的话换了一种说法。“第一次吃的是第二次的50％”可以说成“第二次吃的是第一次的2倍”，这样就好画了。
师：是啊!这样我们很容易地从图上看出第二次吃了一桶油的40％。
师：现在将条件中的“是第二次吃的50％”换成“比第二次吃的50％少2千克”，你还能画出线段图吗?
学生尝试画图，然后师生交流。
师：在这里，我们可以将“比第二次吃的50％少2千克”这个条件等价变换为“第一次吃的加上2千克是第二次吃的一半”，即“第二次吃的=(一桶油× 20％+2千克)×2”。
“画一张图”，这是许多解题高手常用的解题策略。图形较之于文字可以直观形象地呈现数量关系，使许多隐藏在文字背后的数量关系显现于解题者的眼前，从而使解题者易于找到解题的突破口。根据皮亚杰的发生认识论原理，小学生的认知主要处于具体运演阶段(2～7岁)。其特点是外部的行为活动逐步转化为内部的心理运演，即是在心理上进行内部的组合、对应、分类等思维活动，而这在很大程度上离不开直观的支撑，脱离不了对图形表象的依赖。因此，画图对小学的解题来说尤为重要。从小学生数学学习来看，解决某些具体的问题不是最主要的目的，学会解题才是最重要的。秉持这种“学解”的教学观点，教会学生通过画线段图直观显示数量关系的方法是一项重要而必须完成的任务。画图是解题过程中的理解题意阶段，其实质是对问题进行形象表征，从某种角度上说，它也是一种等价变换——将题目的条件和问题及其相互关系等价变换为一种直观的状态。
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